Ο πιο ολοκληρωμένος χάρτης ανθρώπινων γενετικών παραλλαγών
Είκοσι δύο χρόνια μετά την ολοκλήρωση του Προγράμματος Ανθρώπινου Γονιδιώματος, οι επιστήμονες έκαναν ένα πραγματικό άλμα: δημοσίευσαν τον πιο ολοκληρωμένο κατάλογο ανθρώπινων γενετικών παραλλαγών μέχρι σήμερα.
Η έρευνα βασίζεται σε δεδομένα από 1.084 άτομα από όλο τον κόσμο, τα οποία αναλύθηκαν με τεχνολογία αιχμής αλληλούχισης.
Το «άχρηστο» DNA αποδεικνύεται χρήσιμο
Στην εργασία τους, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε δομικές παραλλαγές – μεγάλες αλλαγές στο γονιδίωμα, όπου τμήματα DNA μπορούν να διαγραφούν, να προστεθούν, να αναστραφούν ή να μετακινηθούν. Τέτοιες περιοχές παρέμεναν για πολύ καιρό «σκιώδεις» – κυριολεκτικά, καθώς δεν ήταν δυνατό να διαβαστούν με ακρίβεια.
«Πριν από περίπου 20 χρόνια το θεωρούσαμε “άχρηστο DNA”. Τώρα, όλο και περισσότερα δεδομένα δείχνουν ότι απέχει πολύ από το να είναι άχρηστο», εξηγεί ο ερευνητής Jan Korbel από το EMBL.
Μια νέα ματιά στα “άλμα” γονίδια
Περισσότερες από τις μισές νέες παραλλαγές εντοπίστηκαν σε επαναλαμβανόμενες περιοχές, ειδικά σε τρανσποζόνια – τα λεγόμενα «μετακινούμενα» γονίδια.
Τα τρανσποζόνια μπορούν να μετακινούνται στο γονιδίωμα, διαταράσσοντας τη λειτουργία άλλων γονιδίων και προκαλώντας μεταλλάξεις, ακόμη και καρκινογόνες.
«Διαπιστώσαμε ότι τα τρανσποζόνια μπορούν να “αιχμαλωτίσουν” ρυθμιστικές περιοχές και να ενισχύσουν τη δική τους δραστηριότητα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Bernardo Rodriguez-Martin.
Αυτά τα γονίδια αξιοποιούν μακρά μη κωδικοποιητικά RNA για να δημιουργούν αντίγραφα του εαυτού τους.
«Ήταν ένας εντελώς απροσδόκητος μηχανισμός για εμάς», παραδέχτηκε ο Κόρμπελ.
Σχεδόν 100% ακρίβεια
Το δεύτερο μέρος της έρευνας κάλυψε “μόνο” 65 γονιδιώματα, αλλά επέτρεψε σχεδόν πλήρη ανάλυση – έως και 99% της αλληλουχίας, συμπεριλαμβανομένων των πιο σύνθετων περιοχών, όπως τα κεντρομερή.
«Μπορεί να φαίνεται σαν μικρή διαφορά, αλλά στην πραγματικότητα πρόκειται για σημαντική ανακάλυψη», εξήγησε ο Κόρμπελ.
Στο κέντρο των χρωμοσωμάτων βρίσκονται τα κεντρομερή, στα οποία προσκολλώνται οι μικροσωληνίσκοι κατά την κυτταρική διαίρεση. Παραδόξως, σχεδόν το 7% αυτών είχε δύο πιθανές θέσεις προσκόλλησης.
«Αυτό μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα των χρωμοσωμάτων. Είναι ακόμη υπόθεση, αλλά πλέον μπορούμε να τη δοκιμάσουμε», σημείωσε.
Η έρευνα επέκτεινε επίσης τον κατάλογο των τρανσποζονίων: περισσότερα από 12.900 νέα τρανσποζόνια εντοπίστηκαν. Δεν προκαλούν μόνο μεταλλάξεις αλλά μπορούν να επηρεάσουν και τον τρόπο με τον οποίο ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται τα γονίδια, αποτελώντας βασικούς παράγοντες για τη μελέτη ασθενειών.
Τι ακολουθεί;
Οι επιστήμονες θα μπορούν πλέον να συγκρίνουν τα νέα δεδομένα με κλινικούς δείκτες υγείας για να βρουν συσχετίσεις μεταξύ γενετικών παραλλαγών και ασθενειών.
«Ορισμένες έρευνες δεν είναι πλέον εφικτές χωρίς αυτές τις μεθόδους», τονίζει ο Κόρμπελ.
Ωστόσο, η δουλειά δεν σταματά εδώ. Χρειάζεται να συμπεριληφθούν περισσότερα εθνοτικά δείγματα και να εξελιχθεί ακόμη περισσότερο η τεχνολογία.
«Η συναρμολόγηση ενός πλήρους χρωμοσώματος, συμπεριλαμβανομένων των κεντρομερών, ήταν αδύνατη πριν από λίγα χρόνια. Σήμερα είναι πλέον δυνατή», λέει ο ερευνητής Charles Lee του Εργαστηρίου Γονιδιωματικής Ιατρικής Jackson.
www.bankingnews.gr
Η έρευνα βασίζεται σε δεδομένα από 1.084 άτομα από όλο τον κόσμο, τα οποία αναλύθηκαν με τεχνολογία αιχμής αλληλούχισης.
Το «άχρηστο» DNA αποδεικνύεται χρήσιμο
Στην εργασία τους, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε δομικές παραλλαγές – μεγάλες αλλαγές στο γονιδίωμα, όπου τμήματα DNA μπορούν να διαγραφούν, να προστεθούν, να αναστραφούν ή να μετακινηθούν. Τέτοιες περιοχές παρέμεναν για πολύ καιρό «σκιώδεις» – κυριολεκτικά, καθώς δεν ήταν δυνατό να διαβαστούν με ακρίβεια.
«Πριν από περίπου 20 χρόνια το θεωρούσαμε “άχρηστο DNA”. Τώρα, όλο και περισσότερα δεδομένα δείχνουν ότι απέχει πολύ από το να είναι άχρηστο», εξηγεί ο ερευνητής Jan Korbel από το EMBL.
Μια νέα ματιά στα “άλμα” γονίδια
Περισσότερες από τις μισές νέες παραλλαγές εντοπίστηκαν σε επαναλαμβανόμενες περιοχές, ειδικά σε τρανσποζόνια – τα λεγόμενα «μετακινούμενα» γονίδια.
Τα τρανσποζόνια μπορούν να μετακινούνται στο γονιδίωμα, διαταράσσοντας τη λειτουργία άλλων γονιδίων και προκαλώντας μεταλλάξεις, ακόμη και καρκινογόνες.
«Διαπιστώσαμε ότι τα τρανσποζόνια μπορούν να “αιχμαλωτίσουν” ρυθμιστικές περιοχές και να ενισχύσουν τη δική τους δραστηριότητα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Bernardo Rodriguez-Martin.
Αυτά τα γονίδια αξιοποιούν μακρά μη κωδικοποιητικά RNA για να δημιουργούν αντίγραφα του εαυτού τους.
«Ήταν ένας εντελώς απροσδόκητος μηχανισμός για εμάς», παραδέχτηκε ο Κόρμπελ.
Σχεδόν 100% ακρίβεια
Το δεύτερο μέρος της έρευνας κάλυψε “μόνο” 65 γονιδιώματα, αλλά επέτρεψε σχεδόν πλήρη ανάλυση – έως και 99% της αλληλουχίας, συμπεριλαμβανομένων των πιο σύνθετων περιοχών, όπως τα κεντρομερή.
«Μπορεί να φαίνεται σαν μικρή διαφορά, αλλά στην πραγματικότητα πρόκειται για σημαντική ανακάλυψη», εξήγησε ο Κόρμπελ.
Στο κέντρο των χρωμοσωμάτων βρίσκονται τα κεντρομερή, στα οποία προσκολλώνται οι μικροσωληνίσκοι κατά την κυτταρική διαίρεση. Παραδόξως, σχεδόν το 7% αυτών είχε δύο πιθανές θέσεις προσκόλλησης.
«Αυτό μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα των χρωμοσωμάτων. Είναι ακόμη υπόθεση, αλλά πλέον μπορούμε να τη δοκιμάσουμε», σημείωσε.
Η έρευνα επέκτεινε επίσης τον κατάλογο των τρανσποζονίων: περισσότερα από 12.900 νέα τρανσποζόνια εντοπίστηκαν. Δεν προκαλούν μόνο μεταλλάξεις αλλά μπορούν να επηρεάσουν και τον τρόπο με τον οποίο ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται τα γονίδια, αποτελώντας βασικούς παράγοντες για τη μελέτη ασθενειών.
Τι ακολουθεί;
Οι επιστήμονες θα μπορούν πλέον να συγκρίνουν τα νέα δεδομένα με κλινικούς δείκτες υγείας για να βρουν συσχετίσεις μεταξύ γενετικών παραλλαγών και ασθενειών.
«Ορισμένες έρευνες δεν είναι πλέον εφικτές χωρίς αυτές τις μεθόδους», τονίζει ο Κόρμπελ.
Ωστόσο, η δουλειά δεν σταματά εδώ. Χρειάζεται να συμπεριληφθούν περισσότερα εθνοτικά δείγματα και να εξελιχθεί ακόμη περισσότερο η τεχνολογία.
«Η συναρμολόγηση ενός πλήρους χρωμοσώματος, συμπεριλαμβανομένων των κεντρομερών, ήταν αδύνατη πριν από λίγα χρόνια. Σήμερα είναι πλέον δυνατή», λέει ο ερευνητής Charles Lee του Εργαστηρίου Γονιδιωματικής Ιατρικής Jackson.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών